高分子化学的认识与感悟精品资料

高分子化学的认识与

感悟

高分子化学的认识与感悟

摘要：高分子化学是研究高分子化合物的合成、化学反应的一门学科，同时还涉及聚合物的结构和性能。本文是讲述我在学习了高分子化学这门课程之后对这门课程的掌握、理解，以及我感兴趣的高分子化学课程中的聚合方法的理解。

关键字：高分子化学高分子聚合物聚合方法

一.我对高分子化学的掌握

1.什么是高分子化学

高分子化学是研究高分子化合物（简称高分子）合成（聚合）和化学反应的一门科学；同时还会涉及聚合物的结构和性能。同时也涉及高分子化合物的加工成型和应用等方面。

高分子也成聚合物（或高聚物），有时高分子可指一个大分子，而聚合物则指许多大分子的聚集体。高分子的相对分子质量非常的大，小到几千，大到几百万、上千万的都有。我们有时将相对分子质量较低的高分子化合物叫低聚物。

2.高分子的分类和命名

2.1高分子分类

从不同的专业角度，对高分子进行多种分类，例如按来源、合成方法、用途、热行为、结构等来分类。

在高分子课程学习中，我们对高分子的分类是按有机化学和高分子化学角度来考虑，是按照主链结构将高分子分成三大类：

①碳链聚合物：主链完全有碳原子组成，比如绝大部分的烯类和二

烯类的加成聚合物。

②杂链聚合物：主链除了碳原子外，还有氧、氮、硫等杂原子，比

如聚醚、聚酯、聚酰胺等缩聚物和杂环开环聚合物以及大多数天然高分子。

③元素有机聚合物：主链中没有碳原子，主要由硅、硼、铝和氧、

氮、硫、磷等原子组成，但多半是有机基团，比如甲基、乙基、乙烯基、苯基等。

如果主链和侧基均无碳原子，则称物价高分子，像硅酸盐之类。

2.2高分子命名

在有机化学中我们就学过聚合物的命名，在高分子化学中聚合物的命名跟我们以往的命名没有什么区别，在这里命名方法主要分两类：

①单体来源命名法：就是聚合物名称以单体名为基础。比如乙烯的聚合

物我们称为聚乙烯。

②结构单元命名法：就像有机化学里一样，先确定重复单元结构，排好

单元次序，命名。最后在名字前加一个聚就可以了。

3.聚合反应与聚合方法

3.1聚合反应

在我们学习高分子化学过程中，聚合反应贯穿了我们整个课本，从缩聚和逐步聚合到自由基聚合、自由基共聚合、离子聚合、配位聚合、开环聚合等，聚合反应中有涉及到聚合物的分子量和分布还有聚合物的

大分子的结构、它们的链状和聚合物的聚集态、热转变之类的。我们

知道聚合反应有很多种类型，同样我们可以将聚合反应分类。

在以前学习关于聚合物的反应时，我们很熟悉的有缩聚、加聚和开环聚合。在高分子课程中我们学习到了逐步聚合和连锁聚合。下面我说说

我对着两种聚合反应的掌握情况。

3.1.1逐步聚合

多数缩聚和聚加成反应都属于逐步聚合，其特征是低分子转变成高分子在缓慢逐步进行，每步反应的速率和活化能大致相同，逐步聚合中任何两分子（单体分子或聚合物分子）间都能相互反应生成聚合度更高的聚合物分子。

在课程在我们了解到逐步聚合反应的分类，比如，平衡缩聚和不平衡缩聚、线形缩聚和体形缩聚、均缩聚和混缩聚及共缩聚等这些各种缩聚的反应机理、特征、聚合度、分子量分布等，在生活科研之中的应用，还有缩聚和逐步聚合要怎么样才能成功反应。

3.1.2连锁聚合

连锁聚合反应也称链式反应，反应中一旦形成单体活性中心，就能很快的传递下去，瞬间形成高分子。平均每个大分子的形成时间都非常

短。聚合过程由链引发、链增长和链终止几步基元反应组成，各步反

应速率和活化能差别很大。反应中只存在单体、聚合物和微量引发

剂。进行连锁聚合反应的单体主要是烯类、二烯类化合物。

像课本中的自由基聚合、自由基共聚合、离子聚合和配位聚合都是属于连锁聚合。这几种聚合只是因为活性中心的不同而区别开：①：

自由基聚合是因为其以自由基为活性中心，自由基共聚合也一样。

②：离子聚合是以离子为活性中心，阳离子聚合的活性中心是阳离

子，阴离子聚合的活性中心是阴离子。③：配位聚合的活性中心是配位离子。

在各种连锁聚合反应中我们主要学习了解了它们的各自的特征、反应的单体结构和聚合类型、它们的反应机理、反应的动力学、它们各自反应的引发剂等等。以及各种反应在科研及生活中的应用。

3.1.3逐步聚合与连锁聚合的区别

逐步聚合与连锁聚合的区别如下：

①逐步聚合没有特定的活性中心和基元反应；而连锁聚合需要活性中

心就像上面所写各种反应的活性中心都不同，连锁聚合有链引发、增长、转移、终止等基元反应。

②逐步聚合的反应时逐步进行的；连锁聚合的反应是单体一经引发便

迅速连锁增长。

③逐步反应的体系中含单体和一系列分子量递增的中间产物；连锁聚

合只有单体和聚合物。

④逐步聚合分子量缓慢增加，转化率在短期内很高；连锁聚合的分子

量变化不大转化率随时间而增大。

3.2聚合方法

高分子化学中的聚合方法大致分为四种：本体聚合、溶液聚合、悬浮聚合、乳液聚合。在课本中专门有单章介绍聚合方法，但其他各章节讲

述聚合反应时也同样贯穿着聚合方法。下面我简要的介绍我在学习中

对几种方法的认识：

①本体聚合：单体的本身加入（或不加）少量油溶性引发剂的在本体内

的聚合。比较难聚合，而且聚合热不易排除，但其操作简便，产物纯

净。

②溶液聚合：是将单体和油溶性引发剂溶于适当溶剂中进行的聚合。其反

应速率较小、分子量较低，比较容易反应，体系粘度低，传热、混合容

易，温度易于控制；但是聚合度较低，产物常含少量溶剂，使用和回收溶剂需增加设备投资和生产成本。

③悬浮聚合：单体以液滴状悬浮于水中的聚合，主要由单体、油溶性引发

剂、水和分散剂四部分组成。反应容易进行。其容易洗涤、分离，产物纯度较高；但是产物容易粘壁，影响聚合釜传热和生产周期。

④乳液聚合：单体在水中以乳液状态进行的聚合，主要由单体、水溶性引

发剂、水和乳化剂等组成。反应容易进行。其速度快、产物分子量大、体系粘度低、易于散热；但是乳化剂等不易除净，影响产物性能。

4.聚合物的化学反应

聚合物化学反应的种类由聚合度和基团的变化（侧基或端基），大致分为三类：①聚合物基本不变的反应，而仅限于侧基或端基变化的反应，常称为相似转变。②聚合度变大的反应，如交联、嵌段、接枝和扩链反应。③聚合度变小的反应，如解聚、降解等反应。主要学习了聚合物化学反应的特征、反应的影响因素、聚合物对环境的影响和处理等等。

二、我对高分子化学课程的感悟